MEMS慣性測量單元（IMU）SCHA634產品分析

作者：麥姆斯咨詢王懿 ，來源：MEMS微信公眾號

村田（Murata）是一家全球性的綜合電子元器件制造商，主要從事以陶瓷為基礎的電子元器件的開發、生產和銷售業務。2012年，村田收購芬蘭MEMS傳感器廠商VTI Technologies Oy所有流通在外的股權，將VTI納為旗下子公司行列，以擴大MEMS技術事業版圖，加強車用以及醫療用傳感器的研發與制造。村田MEMS產品包括加速度計、陀螺儀、磁傳感器、壓力傳感器等。

據麥姆斯咨詢介紹，SCHA634為村田車規級6軸MEMS慣性測量單元（IMU），可通過與GNSS（全球導航衛星系統）、攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等各種傳感器的數據融合，實現ADAS（高級駕駛輔助系統）及AD（自動駕駛）功能。該產品在零偏穩定性和噪聲方面具有優勢，可滿足汽車安全性應用的性能需求。村田還對傳感器測量軸的正交性進行校準，使得系統集成商可略過這一高成本且對操作具有高要求的處理步驟。

IMU是測量物體三軸姿態角（或角速率）以及加速度的裝置。通常，IMU內部集成3軸陀螺儀和3軸加速度計，以及運動/姿態算法。如果IMU內部集成的傳感器采用MEMS技術實現，那么可被稱為MEMS IMU。

本報告針對全球熱銷的村田MEMS IMU產品“SCHA634-D01”進行物理分析，包括器件拆解、芯片剖析及材料分析等，并推測出MEMS芯片制造工藝和器件封裝工藝。最后，我們檢索并分析了產品專利情況。具體如下：

首先對SCHA634進行光學成像和X射線成像，獲得整體封裝和引線信息：32引腳小外型集成電路（SOIC）封裝形式，封裝尺寸為19.71mm x 12.15mm x 4.5mm，封裝內部共有82條引線（Bonding Wire），4顆MEMS芯片與2顆ASIC芯片采用3D堆疊方式集成于封裝。

村田MEMS IMU SCHA634封裝尺寸

村田MEMS IMU SCHA634開蓋展示

然后將器件進行機械開封和化學去膠，并取出其中的6顆芯片進行深入分析，包括ASIC電路層、MEMS襯底層、MEMS結構層、MEMS蓋帽層、晶圓級封裝及鍵合等，并分別提供MEMS加速度計和MEMS陀螺儀的三軸感測結構及驅動梳齒結構的局部特寫、特征尺寸及重要材料信息。

村田MEMS IMU SCHA634的電路（ASIC）芯片SEM照片

村田MEMS IMU SCHA634的Z軸陀螺儀芯片SEM照片

根據上述4顆MEMS芯片（3種類型：X/Y軸陀螺儀、Z軸陀螺儀和三軸加速度計）的結構剖析及材料分析，繪制出MEMS芯片結構示意圖，并以X/Y軸陀螺儀為例推測出MEMS制造工藝流程。此外，本報告還提供了器件封裝工藝流程。

村田MEMS IMU SCHA634的MEMS芯片工藝流程部分示例

最后對SCHA634產品相關專利進行檢索與分析，并提供專利到產品的映射關系，有助于其他廠商理解技術要點及專利保護范圍，并進行侵權關聯性分析，從而可以有效避免侵權糾紛的發生。

村田MEMS IMU SCHA634的加速度計專利映射示例

審核編輯 黃宇